KR20120024727A - 정의된 서비스 품질을 충족시키기 위한 부하 추정 - Google Patents

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KR20120024727A
KR20120024727A KR1020117029298A KR20117029298A KR20120024727A KR 20120024727 A KR20120024727 A KR 20120024727A KR 1020117029298 A KR1020117029298 A KR 1020117029298A KR 20117029298 A KR20117029298 A KR 20117029298A KR 20120024727 A KR20120024727 A KR 20120024727A
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Abstract

OFDM 기반 통신 시스템이 제공되며, 이 시스템에서는 스케줄러가 기존 베어러들의 부하 및 새로운 요청된 베어러가 승인되는 경우에 그 베어러로부터 발생할 부하 증가를 추정하도록 구성된다. 이러한 부하들을 추정하기 위한 여러 기술이 설명되며, 그들의 장점들 및 단점들도 설명된다. 이전의 추정 및 현재의 부하 조건들로부터 부하들을 추정할 수 있는 추정기들도 제공된다.

Description

정의된 서비스 품질을 충족시키기 위한 부하 추정{LOAD ESTIMATION TO MEET A DEFINED QUALITY OF SERVICE}
본 발명은 통신 디바이스들에 의해 수행되는 부하 추정에 관한 것으로서, 구체적으로는 OFDMA 통신 기술들을 이용하여 동작하는 디바이스들에 관한 것이지만, 이에 한정되지는 않는다. 본 발명은 승인 제어, 혼잡 제어 및 (셀들 사이의) 부하 균형화에 사용하기 위한 3GPP(3rd Generation Partnership Project) 표준들에 따라 정의되는 통신 디바이스들에서의 부하 추정과 특별한 그러나 배타적은 아닌 관련성을 갖는다.
부하 추정은 각각의 사용자가 그의 필요한 서비스 품질(QoS)을 충족시키기 위하여 셀의 이용가능 물리 무선 자원들 중 얼마의 비율을 필요로 하는지를 추정하는 문제이다. 이것은 그가 현재 소비하고 있는 자원들의 양과 다를 수 있다. 부하 추정은 통화 승인 제어, 혼잡 제어 및 (셀들 사이의) 부하 균형화를 포함하는 많은 무선 자원 관리 기능들을 위한 필수 조건이다. 예를 들어, 셀 내의 새로운 베어러(bearer)를 승인할지의 여부를 결정할 때, 기지국(또는 LTE(Long Term Evolution) 전문용어를 이용하는 eNB(evolved NodeB))은 셀의 현재 부하 및 새로운 베어러에 의해 유발되는 부하 증가를 추정하고, 이어서 이용 가능 시스템 자원들에 따라 새로운 베어러를 승인할지의 여부를 결정할 것이다. 현재 부하 및 부하 증가를 추정하는 작업은 사소하지 않으며, 많은 가운데 특히 기준 무선 베어러들의 수 및 이들의 서비스 클래스(보증되는 비트 레이트 등), 요청된 새로운 베어러의 타입 및 기지국과 각각의 사용자 장비(UE) 사이의 채널 조건들에 의존한다.
WCDMA(Wideband Code Division Multiple Access) 통신 시스템들에서의 승인 제어를 위해 유사한 요구들이 정의되었다. 그러나, WCDMA에 대한 승인 제어에서의 어려움들 중 하나는 자원이 간섭 기반이라는 점인데, 이는 새로운 베어러의 도입으로 인한 간섭이 다른 베어러들의 품질에 잠재적으로 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 결과적으로, 다른 베어러들의 전력 레벨들이 상승해야 하며, 따라서 베어러들의 추가 세트에서의 추가 간섭 등을 유발할 수 있다. 따라서, 새로운 베어러의 효과를 추정하는 것은 간섭 레벨이 수렴되거나(즉, 모든 베어러들의 원하는 품질에 도달하거나) 하나 이상의 베어러가 폐기될 때까지 계속되는 반복 프로세스이다. WCDMA 시스템들에서 사용되는 기술들은 일반적으로 OFDMA 시스템들에 적용 가능하지 않다.
US-A-2008/0080378은 승인 제어의 목적을 위해 OFDMA 시스템에서 부하를 추정하는 데 사용될 수 있는 기술을 설명하고 있다. 시스템은 각각의 서비스 클래스에 대해 그 클래스에 대한 평균 블록 요구를 유지한다. 새로운 베어러가 요청될 때, 시스템은 요청된 베어러의 클래스를 결정하고, 이어서 저장된 데이터로부터 필요한 자원 블록들의 수를 결정하고, 이어서 필요한 자원 블록들의 수가 이용 가능한 자원 블록들의 수보다 적은지의 여부에 따라 새로운 베어러를 승인할지의 여부를 결정한다.
본 발명은 부하 - 기존 부하 또는 요청된 새로운 베어러로 인한 부하 증가 또는 이들 양자 - 를 추정하기 위한 대안 기술들을 제공한다.
본 발명의 일 양태는 복수의 시간 및 주파수 자원 블록을 이용하여 무선 통신 링크를 통해 복수의 통신 디바이스와 통신하도록 동작 가능한 송수신기 회로; 각자가 통신 디바이스와 관련된 무선 베어러들에, 상기 송수신기 회로와 상기 관련된 통신 디바이스 사이의 데이터 통신을 위해, 자원 블록들을 할당하도록 동작 가능한 스케줄러; 및 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 베어러와 관련하여 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하도록 동작 가능한 부하 추정기를 포함하고, 상기 스케줄러는 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 상기 부하를 추정하는 데 사용하기 위해 상기 송수신기 회로와 상기 관련된 통신 디바이스 사이의 무선 조건들에 따라 변하는 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 측정 데이터를 상기 부하 추정기에 제공하도록 동작 가능한 통신 장치를 제공한다.
상기 부하 추정기는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 스케줄러로부터 수신된 상기 측정 데이터 및 상기 베어러에 대해 필요한 데이터 레이트에 따라 그리고/또는 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율에 따라, 상기 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정할 수 있다.
상기 적어도 하나의 베어러에 대한 상기 측정 데이터는 상기 베어러가 상기 스케줄링된 자원 블록들 각각에서 달성할 수 있는 상기 비트 레이트의 측정치를 포함할 수 있다.
상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 상기 부하(ρ)를 추정할 수 있다.
Figure pct00001
여기서,
Figure pct00002
는 상기 베어러의 활동을 나타내고,
K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
Figure pct00003
는 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율이다. 이것은 예를 들어 시간 평균 값 또는 백분위수 값일 수 있다.
상기 부하 추정기는 아래의 항을 이용하여 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율을 결정할 수 있다.
Figure pct00004
여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이다.
대안으로서, 상기 부하 추정기는 아래의 항으로부터 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율을 결정할 수 있다.
Figure pct00005
여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이고, S는 상기 순간 비트 레이트 요구를 충족시키는 데 충분한 자원 블록들의 최소 세트이다.
대안으로서, 상기 부하 추정기는 아래의 항으로부터 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율을 결정할 수 있다.
Figure pct00006
여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이고, A는 상기 스케줄러에 의해 상기 베어러에 할당된 자원 블록들의 세트이고, N은 세트 A 내의 자원 블록들의 수이다.
상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 상기 부하(ρ)를 추정할 수 있다.
Figure pct00007
여기서,
Figure pct00008
는 활동의 기간들 동안 상기 베어러에 제공된 처리량을 나타내고,
K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
Figure pct00009
은 상기 스케줄러가 상기 베어러에 할당하는 자원 블록들의 대표적인 수(예를 들어, 시간 평균 수)이다.
상기 부하 추정기는 아래의 항으로부터 상기 베어러에 제공된 상기 처리량을 결정할 수 있다.
Figure pct00010
여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이고, A는 상기 스케줄러에 의해 상기 베어러에 할당된 자원 블록들의 세트이다.
상기 부하 추정기는 예를 들어 아래의 식을 이용하여, 상기 베어러에 대해 정의된 지연 제한에 따라 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트를 추정할 수 있다.
Figure pct00011
여기서,
S(t)는 시각 t에서 상기 베어러의 버퍼 내의 가장 오래된 패킷의 (비트 단위의) 크기이고,
t( arr )는 상기 가장 오래된 패킷이 상기 버퍼 내에 도달한 시각이고,
tm ( DB )는 상기 베어러에 대해 정의된 지연이다.
상기 통신 장치는 새로운 베어러를 설정하기 위한 요청을 수신할 수 있고, 상기 부하 추정기는 상기 새로운 베어러에 대한 부하를 추정할 수 있다. 이 경우, 상기 통신 장치는 상기 새로운 베어러에 대한 상기 추정된 부하 및 기존 베어러들에 대한 상기 추정된 부하에 따라 상기 새로운 부하를 승인할지의 여부를 결정하기 위한 승인 제어기를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 새로운 베어러가 베어러가 이미 존재하는 통신 디바이스와 연관된 경우, 상기 부하 추정기는 동일 통신 디바이스와 연관된 상기 기존 베어러에 대해 상기 스케줄러에 의해 제공된 상기 측정치들에 따라 상기 새로운 베어러에 대한 상기 부하를 추정할 수 있다. 예컨대, 상기 부하 추정기는 상기 통신 장치와 상기 관련된 통신 디바이스 사이의 채널 조건들에 따라 상기 새로운 베어러에 대한 상기 부하를 추정할 수 있다.
상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 새로운 베어러에 대한 상기 부하(Δρ)를 추정할 수 있다.
Figure pct00012
여기서,
Figure pct00013
는 상기 베어러의 활동 팩터이고,
K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
Figure pct00014
는 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율이다.
상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율은 동일 통신 디바이스와 연관된 하나 이상의 다른 베어러들로부터 결정될 수 있다.
대안으로서, 상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 새로운 베어러에 대한 상기 부하(Δρ)를 추정할 수 있다.
Figure pct00015
여기서,
Figure pct00016
는 예를 들어 상기 스케줄러가 유사한 베어러들에 제공하는 상기 처리량으로부터 결정될 수 있는 처리량을 나타내고,
K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
Figure pct00017
은 상기 스케줄러가 유사한 베어러들에 할당하는 자원 블록들의 대표적인 수이다.
일 실시예에서, 상기 스케줄러는 각각의 시점에서 상기 적어도 하나의 베어러에 할당된 자원 블록들의 수를 식별하는 측정 데이터를 제공하며, 상기 부하 추정기는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 각각의 베어러들에 할당된 자원 블록들의 수의 현행 평균을 유지하고, 상기 베어러에 대한 상기 부하를 추정할 때 상기 베어러에 대한 상기 현행 평균을 이용한다.
본 발명은 또한 상기 통신 장치 및 하나 이상의 통신 디바이스들(예컨대, 이동 전화들)을 포함하는 통신 시스템을 제공하며, 상기 하나 이상의 통신 디바이스들은 상기 통신 디바이스와 상기 통신 장치 사이의 데이터 통신을 위해 상기 통신 장치와의 베어러들을 설정하도록 동작 가능하다.
본 발명은 또한 송수신기 회로를 이용하여, 복수의 시간 및 주파수 자원 블록을 이용하여 무선 통신 링크를 통해 복수의 통신 디바이스와 통신하는 단계; 각자가 통신 디바이스와 관련된 무선 베어러들에, 상기 송수신기 회로와 상기 관련된 통신 디바이스 사이의 데이터 통신을 위해, 자원 블록들을 할당하는 단계; 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 베어러와 관련하여 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하는 단계; 및 상기 송수신기 회로와 상기 관련된 통신 디바이스 사이의 무선 조건들에 따라 변하는 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 측정 데이터를 제공하는 단계를 포함하고, 상기 추정하는 단계는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 제공된 측정 데이터에 따라 상기 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하는 통신 방법을 제공한다.
본 발명은 개시되는 모든 방법들에 대해, 대응하는 장비 상에서 실행하기 위한 대응하는 컴퓨터 프로그램들 또는 컴퓨터 프로그램 제품들, 장비 자체(사용자 장비, 그의 노드들 또는 컴포넌트들) 및 장비를 갱신하기 위한 방법들을 제공한다.
이하, 본 발명의 예시적인 실시예가 예로서 아래의 첨부 도면들을 참조하여 설명된다.
도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 타입의 이동 통신 시스템의 개략도이다.
도 2a는 도 1에 도시된 시스템의 무선 링크들을 통한 통신에 사용되는 범용 프레임 구조의 개략도이다.
도 2b는 주파수 서브캐리어들을 자원 블록들로 분할하는 방식 및 타임 슬롯을 다수의 OFDM 심벌로 분할하는 방식의 개략도이다.
도 3은 도 1에 도시된 시스템의 일부를 형성하는 기지국의 개략도이다.
개요
도 1은 이동 전화들(MT)(3-0, 3-1, 3-2)의 사용자들이 기지국들 중 하나(5-1 또는 5-2) 및 전화 네트워크(7)를 통해 다른 사용자들(도시되지 않음)과 통신할 수 있는 이동(셀룰러) 통신 시스템(1)을 개략적으로 나타낸다. 이동 전화들(3)과 기지국들(5) 사이의 무선 링크를 위해 다수의 업링크 및 다운링크 통신 자원들(서브캐리어, 타임 슬롯 등)이 이용 가능하다. 이 예시적인 실시예에서, 기지국들(5)은 이동 전화(3)로 전송될 데이터의 양에 따라 각각의 이동 전화(3)에 다운링크 자원들을 할당한다. 유사하게, 기지국(5)은 이동 전화(3)가 기지국(5)에 전송해야 하는 데이터의 양 및 타입에 따라 각각의 이동 전화(3)에 업링크 자원들을 할당한다.
일반적으로, 기지국은 요청된 각각의 서비스를 위한 무선 베어러를 설정함으로써 이동 전화들에 서비스를 제공한다. 예컨대, 비디오 데이터를 운반하기 위해 하나의 무선 베어러가 정의될 수 있고, 오디오 데이터를 운반하기 위해 하나의 무선 베어러가 정의될 수 있고, 버스티(bursty) 웹 트래픽을 운반하기 위해 하나의 무선 베어러가 정의될 수 있으며, 기타 등등이다. 무선 베어러에 의해 운반될 데이터의 타입과 연관된 서비스 품질에 따라 다양한 타입의 무선 베어러들이 정의된다. 예컨대, 비디오 또는 오디오 트래픽에 사용되는 무선 베어러들은 인터넷 트래픽에 사용되는 무선 베어러들보다 높은 클래스로 제공될 수 있는데, 이는 사용자들이 인터넷 트래픽에 대해서는 지연을 허용하지만, 비디오 데이터의 전송에 있어서의 지연은 허용하지 않기 때문이다. 새로운 접속을 설정하는 시점에, 원하는 서비스 품질로 필요한 서비스를 제공하는 무선 베어러들이 설정된다. 새로운 접속이 설정될 때, 기지국(5)은 그가 원하는 서비스를 제공할 수 있기 위한 자원들을 갖고 있는지를 확인해야 하며, 기존 접속들의 서비스에 영향을 미치지 않고 서비스를 제공할 수 있어야 한다. 이를 달성할 수 있기 위하여, 기지국(5)은 기지국(5)의 기존 부하 및 새로운 접속에 의해 유발되는 예상 부하를 추정해야 한다.
LTE 서브프레임 데이터 구조
기지국(5)이 부하 추정치들을 결정할 수 있는 구체적인 방법들을 설명하기 전에, LTE Rel 8에 대해 협의된 액세스 스킴 및 범용 프레임 구조에 대해 설명한다. 직교 주파수 분할 다중 액세스(OFDMA) 기술은 이동 전화(3)가 기지국(5)과의 에어 인터페이스를 통해 데이터를 수신할 수 있게 하는 다운링크에 이용된다. 기지국(5)은 (소정의 시간 양 동안) 이동 전화(3)에 전송할 데이터의 양에 따라 각각의 이동 전화(3)에 상이한 서브캐리어들을 할당한다. 이러한 서브캐리어들 및 시간 할당들은 LTE 사양들에서 물리 자원 블록들(PRB들)로서 정의된다. 따라서, PRB들은 시간 및 주파수 차원을 갖는다. 기지국(5)은 그가 서비스하고 있는 각각의 디바이스에 대해 PRB들을 동적으로 할당하며, 제어 채널에서 각각의 서브프레임(TTI)에 대한 할당들을 스케줄링된 이동 전화들(3) 각각으로 시그널링한다.
도 2a는 기지국(5)과의 에어 인터페이스를 통한 LTE Rel 8 통신에 대해 협의된 범용 프레임 구조를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 하나의 프레임(13)은 10 밀리초의 길이를 가지며, (전송 시간 간격(TTI)으로 알려진) 1 밀리초 기간의 10개의 서브프레임(15)을 포함한다. 각각의 서브프레임 또는 TTI는 0.5 밀리초 기간의 2개의 슬롯(17)을 포함한다. 각각의 슬롯(17)은 정상 또는 확장된 순환 프리픽스(CP)가 사용되는지에 따라 6개 또는 7개의 OFDM 심벌(19)을 포함한다. 이용 가능한 서브캐리어들의 총 수는 시스템의 전체 전송 대역폭에 의존한다. LTE 사양들은 1.4MHz 내지 20MHz의 시스템 대역폭들에 대한 파라미터들을 정의하며, 하나의 PRB는 현재 하나의 슬롯(17)에 대해 12개의 연속 서브캐리어를 포함하는 것으로 정의되어 있다. 또한, 2개의 슬롯에 대한 하나의 PRB가 기지국 스케줄러에 의해 할당되는 자원 할당의 최소 요소인 것으로 LTE 사양들에 의해 정의되어 있다. 또한, 이러한 서브캐리어들을 컴포넌트 캐리어 상에 변조하여, 신호를 원하는 전송 대역폭으로 상향 변환한다. 따라서, 전송되는 다운링크 신호는 Nsymb개의 OFDM 심벌의 기간 동안 NBW개의 서브캐리어를 포함한다. 이것은 도 2b에 도시된 바와 같은 자원 그리드에 의해 표현될 수 있다. 그리드 내의 각각의 박스는 하나의 심벌 기간 동안의 단일 서브캐리어를 나타내며, 자원 요소로서 참조된다. 도시된 바와 같이, 각각의 PRB(21)는 12개의 연속적인 서브캐리어 및 (이 예에서) 각각의 서브캐리어에 대한 7개의 심벌로부터 형성되지만, 실제로는 각각의 서브프레임(15)의 제2 슬롯(17)에서도 동일한 할당들이 이루어진다.
각각의 서브프레임(15)의 개시시에, 기지국(5)은 최초 3개의 심벌을 통해 PDCCH(Physical Downlink Control CHannel)를 전송한다. 나머지 심벌들은 이동 전화(3)에 대한 다운링크 사용자 데이터를 운반하는 데 사용되는 PDSCH(Physical Downlink Shared CHannel)를 형성한다. PDCCH는 많은 가운데 특히 이동 전화(3)가 해당 서브프레임에서 다운링크 데이터를 수신하도록 스케줄링되었는지 또는 해당 서브프레임에서 업링크 송신을 위해 스케줄링되었는지를 지시하는 이동 전화들(3) 각각에 대한 데이터, 및 그러한 경우에는 다운링크 데이터를 수신하기 위해 또는 업링크 데이터를 전송하기 위해 사용될 PRB들을 식별하는 데이터를 포함한다.
기지국
도 3은 도 1에 도시된 기지국들(5) 각각의 주요 컴포넌트들을 나타내는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 각각의 기지국(5)은 하나 이상의 안테나(33)를 통해 이동 전화들(3)로 신호들을 전송하고 그들로부터 신호들을 수신하도록 동작 가능한 그리고 네트워크 인터페이스(35)를 통해 이동 네트워크(7)로 신호들을 전송하고 그로부터 신호들을 수신하도록 동작 가능한 송수신기 회로(31)를 포함한다. 제어기(37)는 메모리(39)에 저장된 소프트웨어에 따라 송수신기 회로(31)의 동작을 제어한다. 소프트웨어는 많은 가운데 특히 운영 체제(41) 및 통신 제어 모듈(43), 스케줄러 모듈(45), 부하 추정기 모듈(46) 및 승인 제어 모듈(47)을 포함한다. 운영 체제(41)는 이동 전화들(3)로부터/로 업링크 및 다운링크 데이터를 전송하는 상이한 부대역들 내의 서브프레임들의 생성을 제어하도록 동작 가능하다. 스케줄러 모듈(45)은 이동 전화들(3)로의 다운링크 데이터의 전송을 위한 시간들 및 이동 전화들(3)이 그들의 업링크 데이터를 기지국(5)으로 전송하기 위한 시간들을 스케줄링하도록 동작 가능하다. 부하 추정기 모듈(46)은 기존의 무선 베어러들 및 새로 요청된 무선 베어러들에 대한 부하 추정치들을 결정하고, 이러한 부하 추정치들을 승인 제어 모듈(47)에 보고하는 것을 담당한다. 승인 제어 모듈(47)은 부하 추정기 모듈(46)에 의해 결정된 부하 추정치들을 이용하여, 요청된 새로운 무선 베어러를 승인할지의 여부를 결정하거나, 혼잡을 제어하거나, 셀들 사이에 이동 전화들(3)을 부하 균형화하는 것을 담당한다.
위의 설명에서, 기지국(5)은 이해의 편의를 위해 (스케줄러 모듈, 부하 추정기 모듈, 승인 제어 모듈 등과 같은) 다수의 개별 모듈을 갖는 것으로 설명된다. 이러한 모듈들은 예를 들어 본 발명을 구현하도록 기존 시스템을 개조한 소정의 응용들을 위해 이러한 방식으로 제공될 수 있지만, 다른 응용들에서, 예를 들어 최초에 고려된 발명의 특징들을 갖도록 설계된 시스템들에서, 이러한 모듈들은 전체 운영 체제 또는 코드 내에 내장될 수 있으며, 따라서 이러한 모듈들은 개별 엔티티들로서 구별되지 않을 수 있다.
기존의 부하 추정
LTE에 대해 정의된 3GPP 표준들에서, 후술하는 방법들이 임의의 다른 OFDM 기반 시스템에 동일하게 적용될 수 있지만, 물리 무선 자원들은 물리 자원 블록들(PRB들)과 관련하여 가장 편리하게 측정된다. 이 방법들은 업링크 및 다운링크 양자에 대해 적용 가능하다.
아래의 설명은 단일 사용자(또는 더 적절하게는, 사용자가 둘 이상의 베어러를 가질 수 있고, 각각의 베어러에 대해 부하 추정치가 필요할 수 있으므로, 단일 베어러)와 관련된다. TTI라는 용어는 시간 단위로서 사용된다. LTE에서, 이것은 하나의 서브프레임에 대응한다.
일반적으로, 시간 평균된 양을 나타내기 위해 상측 바(over-bar)가 사용되며, 예컨대
Figure pct00018
는 양 x의 시간 평균이다. 평균의 기간은 통상적으로 수백 내지 수천 개의 TTI인 것으로 이해되어야 하며, 이는 무선 채널 품질의 단기간의 변화(페이딩)의 효과들을 평균하기에 충분히 길지만, 평균 무선 채널 조건들의 변화들에 응답하기에 충분히 짧다. 적절한 평균 기간은 상이한 양들에 대해 상이할 수 있다. 임의의 시간 평균 방법이 이용될 수 있지만, 실제로는
Figure pct00019
에 따라 각각의 순간(t)에 추정치를 갱신하는 지수 가중 평균("망각 팩터") 방법을 이용하여
Figure pct00020
를 추정하는 것이 바람직하며, 여기서 β는 1보다 약간 작은 상수이다. (수렴을 빠르게 하기 위해 최초 수개의 샘플에 대해 더 낮은 β 값이 사용될 수 있다.)
예시적인 실시예들에 대한 아래의 설명은 아래의 정의들을 참조한다.
K: 시스템 대역폭 내의 PRB들의 총 수(또는 대안으로서, 사용자 데이터에 대해 이용가능한, 즉 제어 채널 등에 할당된 것들을 제외한 PRB들의 총 수).
ρ: 베어러의 추정 부하, 즉 베어러가 그의 QoS 요구들을 충족시키는 데 필요한 물리 무선 자원들. 이것은 전체 셀 자원들의 분수로서 표현되지만, 간단히 K를 곱함으로써 PRB들의 수로서 대신 표현될 수 있다.
a: 이 값은 베어러가 주어진 TTI 내에서 활성인 경우에는 1이고, 그렇지 않은 경우에는 0이다. 베어러는 전송되기를 기다리는 그의 큐 내에 데이터가 존재하는 경우에(즉, 그가 스케줄러로부터 무선 자원들을 요청하고 있는 경우에) 활성이다. 따라서, 시간 평균 값
Figure pct00021
는 베어러의 평균 활동, 즉 그가 스케줄러로부터 자원들을 요청하고 있는 시간의 분수이다.
Rreq: 베어러에 대해 필요한 비트 레이트, 즉 베어러가 그의 QoS 요구를 충족시키기 위해 필요로 하는 레이트. (아래에서, 모든 비트 레이트들은 TTI당 비트들로서 표현되지만, 물론 비트들/초로서 대신 표현될 수도 있다.) 보증된 비트 레이트(GBR) 서비스를 위해, Rreq은 단지 GBR이다. 패킷 전송 지연에 대한 특정 제한들을 갖는 서비스의 경우, Rreq은 패킷 지연 요구들을 충족시키기에 충분한 비트 레이트를 나타낸다. 이 경우, Rreq은 실제 패킷들로부터 실시간으로 추정되거나, 해당 서비스에 대한 통상적인 패킷 통계의 선험적 지식에 기초하여 미리 구성될 수 있다. 특정 비트 레이트 또는 지연 요구를 갖지 않는 최선 서비스의 경우, Rreq은 해당 서비스 타입에 대해 소정의 최소 QoS를 보증하도록 운영자에 의해 구성된(최선 서비스를 GBR 서비스로 효과적으로 바꾸는) 값일 수 있다.
rk: 이 베어러가 PRB 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트, 즉 해당 PRB가 현재 TTI에서 이 사용자에게 할당되는 경우에 이 사용자가 PRB 번호 k에서 전송할 수 있는 비트들의 수. 이것은 이동 전화들(3)로부터 수신된 채널 측정치들로부터 기지국(5)이 알 것으로 가정되는 순간 무선 채널 품질에 의존한다.
N: 스케줄러 모듈(45)이 (HARQ(Hybrid Automatic Repeat Request) 재전송들에 할당된 PRB들을 포함하는) 주어진 TTI에서 이 베어러에 실제로 할당하는 PRB들의 수.
Figure pct00022
: 베어러가 스케줄링되지 않는 것들(즉, N이 0인 것들)을 포함하는, 모든 TTI들에 대한 N의 시간 평균.
이제, 단일 베어러의 부하를 추정하기 위한 세 가지 방법들이 설명된다.
방법 A
이 방법에서, 부하 추정은 베어러의 실제 PRB 사용에 기초한다. 즉,
Figure pct00023
따라서, 이 방법을 구현하기 위하여, 스케줄러 모듈(45)은 각각의 TTI 동안에 각각의 베어러에 할당되는 PRB들의 수를 부하 추정기 모듈(46)에 알리고, 부하 추정기(46)는 각각의 베어러에 대해, 각각의 TTI에서 그 베어러에 할당되는 PRB들의 수의 현행 평균을 유지하고, 이어서 이 수를 K로 나누어, 베어러에 대한 추정 부하를 산출할 것이다. 이 방법은 간소함의 이점을 갖는다. 이것은 베어러가 매우 안정된 방식으로 그의 필요한 레이트(Rreq)에 가까운 레이트로 데이터를 생성하고 있는 경우에 적합하며, 이러한 조건은 일반적으로 스트리밍 타입의 서비스들(비디오 또는 오디오 스트리밍 등)에 대해 충족된다. 그러나, 최선 서비스들의 경우, 베어러가 전송할 많은 데이터를 갖고, 셀 내에는 여분의 무선 자원들이 존재하는 경우에, 스케줄러는 베어러가 그의 QoS 요구를 충족시키는 데 실제로 필요한 것보다 훨씬 더 많은 PRB들을 할당할 수 있다. 이 경우, 이 방법에 의해 생성되는 추정치는 베어러가 필요로 하는 실제 자원들의 양호한 지시가 아니다. 이러한 문제는 아래의 대안 방법들에 의해 해결된다.
방법 B
이 방법에서, 부하는 다음과 같이 사용자의 평균 무선 채널 조건들로부터 필요한 PRB들의 수를 예측함으로써 추정된다.
Figure pct00024
여기서,
Figure pct00025
는 얼마나 많은 비트가 TTI마다 PRB마다 전송될 수 있는지에 대한 추정치인 사용자의 평균 스펙트럼 효율(ASE)을 나타낸다.
Figure pct00026
는 아래의 세 가지 대안 방법 중 하나를 이용하여 계산되는 양 ω의 시간 평균이다.
방법 B1
방법 B1에서, ω는 단순히 시스템 대역폭 내의 모든 PRB들에 대한 rk의 평균이다.
Figure pct00027
이 방법에서, 각각의 사용자에 대한 부하 측정은 사용자의 채널 품질(즉, 사용자의 이동 전화(3)와 기지국(5) 사이의 채널의 품질)에만 의존하고, 셀 내의 다른 사용자들에는 의존하지 않는다. 또한, 이 방법은 사용자가 해당 서브프레임 내에 스케줄링되는지의 여부에 관계없이 그리고 그가 전송할 데이터를 갖는지의 여부에 관계없이 ω가 매 서브프레임에서 갱신될 수 있게 한다. 이것은 부하 추정치 ρ가 사용자의 필요한 레이트 R( req ) 및 평균 채널 조건들에만 의존하고, 사용자의 트래픽 활동 또는 스케줄링 결정들에는 의존하지 않는다는 것을 의미한다. 그러나, 이 방법의 중요한 문제점은 베어러에 의해 요구되는 자원들을 과대평가하는 경향이 있다는 점인데, 이는 이 방법이 모든 PRB들에 대한 평균 채널 품질에 기초하는 반면에 이동 전화(3)는 일반적으로 그의 최상의 PRB들에서만 스케줄링되기 때문이다.
방법 B2
방법 B2에서, ω는 PRB들의 세트(S)에 대한 rk의 평균이며, S는 순간 비트 레이트 요구를 충족시키기에 충분한 PRB들의 최소 세트(즉, 조건
Figure pct00028
이 유지되는 최소 세트)이다.
Figure pct00029
방법 B2는 사용자의 최상의 PRB들에 대해 rk를 평균하므로, 방법 B1보다 높은 ω 값(따라서, 더 낮은 ρ 값)을 생성할 것이다. 게다가, 스케줄러 모듈(45)은 일반적으로 각각의 사용자를 그의 최상의 PRB들 내에 스케줄링하는 경향이 있으므로, 방법 B2는 스케줄러 모듈(45)이 필요한 레이트 Rreq를 달성하기 위해 베어러에 할당하는 것이 필요한 PRB들의 수에 대해 방법 B1보다 더 정확한 예측을 제공해야 한다. 그러나, 방법 B2는 또한 더 높은 계산 비용을 갖는데, 이는 이 방법이 스케줄러 모듈(46)에게 rk에 기초하여 모든 PRB들을 분류함으로써 위의 조건을 충족시키는 최소 세트를 산출할 것을 요구하기 때문이다.
방법 B3
방법 B3에서, ω는 사용자가 실제로 스케줄링되는 PRB들만을 이용하여 계산된다.
Figure pct00030
여기서, A는 할당된 PRB들의 세트이다.
이 방법에서, 각각의 이동 전화(3)에 대한 부하는 (베어러가 스케줄링될 때 정의되는 바와 같은) 셀 내의 이동 전화들(3)의 수에 의존할 수 있다. 방법 B3에서,
Figure pct00031
는 (HARQ 재전송들을 포함하는) 베어러가 스케줄링되는 TTI들에 대해서만 ω를 평균함으로써 얻어지며, 이는 데이터 비활동의 기간들 동안에 부하 측정을 어떻게 갱신할지에 대한 문제들을 발생시킨다는 점에 유의한다. 그러나, 방법 B1 및 방법 B2에서는, 베어러가 스케줄링되는지의 여부에 관계없이 ω가 모든 TTI에 대해 계산되며,
Figure pct00032
는 모든 TTI들에 대해 평균함으로써 얻어진다.
ω를 계산하기 위한 세 가지 방법 중에서, 방법 B3이 가장 정확한 추정을 제공하는데, 이는 이 방법이 스케줄러 모듈(45)에 의해 실제로 행해지는 자원 할당에 기초하기 때문이다. 이 방법은 또한 낮은 계산 복잡성을 갖는데, 이는 ω의 계산이 (일반적으로, 임의의 주어진 셀 내의 베어러들의 총 수의 작은 서브세트인) 스케줄링된 베어러들에 대해서만 수행되면 되기 때문이다. 그러나, 방법 B3의 단점은 베어러가 스케줄링되지 않은 기간들 동안에 부하 추정을 갱신하는 것이 가능하지 않다는 것인데, 이는 베어러가 비활성이기 때문이다(즉, 전송을 기다리는 데이터를 갖지 않기 때문이다). 이것은 비활동의 기간이 긴 경우에 평균 무선 조건들의 변화로 인해 부하 추정이 부정확해지게 할 수 있다.
방법 C
이 방법에서, 부하는 다음과 같이 베어러의 실제 PRB 사용 및 처리량에 기초하여 추정된다.
Figure pct00033
여기서,
Figure pct00034
는 활동의 기간들 동안에 베어러에 제공되는 평균 처리량을 나타낸다. 구체적으로, 이것은 HARQ 재전송들을 위해 전송되는 비트들을 포함하지 않고, a=1인 모든 TTI들에 걸쳐 베어러에 의해 전송되는 비트들의 평균 수이다.
베어러가 스케줄링되는 TTI들에서, T를 계산하는 한 가지 방법은 모든 스케줄링된 PRB들에 대해 rk를 합산하는 것이다.
Figure pct00035
분명히, 이것은 N의 팩터를 제외하고는 방법 B3에서의 ω의 계산과 동일하다. 그러나,
Figure pct00036
는 베어러가 스케줄링되는 TTI들에 대해서만 평균함으로써 얻어지는 반면,
Figure pct00037
는 베어러가 활성인 모든 TTI들에 대해 평균함으로써 얻어진다. (베어러가 활성이지만 스케줄링되지 않거나, HARQ 재전송을 위해 스케줄링되는 TTI들에서, T=0이다.)
게다가, T는 위의 방법을 이용하여 rk로부터 계산될 수 있지만, 실제로는 스케줄러에 의해 선택되는 전송 포맷에 기초하여, 스케줄링된 TTI에서 베어러에 의해 전송되는 실제의 비트들의 수를 이용하는 것이 더 간단하고 더 정확하다.
활동은 평균 PRB 사용
Figure pct00038
에서 고려되므로, 방법 C에서는 활동 항
Figure pct00039
가 필요하지 않다는 점에 유의한다.
방법 C는 본질적으로 방법 B3과 동일한 장점들 및 단점들을 갖는다. 방법 C는 베어러가 비활성일 때에도 갱신될 수 있지만, 베어러가 스케줄링되지 않은 기간 동안에 무선 조건들이 변하는 경우, 이것은 부하에 반영되지 않을 것이다.
R req 의 계산
전술한 양 방법 B 및 C에서, 부하 추정기 모듈(46)은 베어러에 대한 부하를 결정할 때 베어러에 대해 필요한 비트(Rreq)에 대한 값을 이용하였다. 보증된 비트 레이트(GBR) 베어러들의 경우, Rreq는 간단히 베어러의 필요한 GBR로 설정될 수 있다. 즉,
Figure pct00040
지연 제한을 갖는 베어러들의 경우, 2개의 옵션이 존재한다. 가장 간단한 접근법은 Rreq를 지연 예산 요구를 충족시키기에 충분해야 하는 고정 비트 레이트로 설정하는 것이다. 이것은 각각의 QoS 클래스 지시자(QCI) 클래스(또는 서비스)에 대해 미리 계산되어 탐색표 내에 저장될 수 있다. 이 레이트는 등가 GBR로서 참조될 수 있다.
더 정교한 접근법은 지연 예산을 충족시키기 위해 어떠한 비트 레이트가 필요한지를 직접 추정하려고 시도하는 것이다. 지연 예산을 갖는 QCI 클래스 m에 대해, 베어러에 대한 지연 예산 요구를 충족시키는 데 필요한 비트 레이트의 추정치는 다음과 같다.
Figure pct00041
여기서,
S(t)는 시각 t에서 상기 베어러의 RLC(Radio Link Control) 버퍼 내의 가장 오래된 패킷의 (비트 단위의) 크기이고,
t( arr )는 이 가장 오래된 패킷이 상기 버퍼 내에 도달한(즉, 이 패킷이 MAC(Media Access Control) 스케줄러에게 보이게 되는) 시각이고,
tm ( DB )는 QCI 클래스 m에 대한 (MAC 스케줄러의) 지연 예산이다.
이어서, 부하 추정기 모듈(46)은 다음과 같이 설정할 수 있다.
Figure pct00042
여기서,
Figure pct00043
는
Figure pct00044
의 시간 평균이며, 평균화는 베어러가 전송할 데이터를 갖는 모든 TTI들에 대해 수행된다.
베어러가 GBR 및 지연 예산 제한을 모두 갖는 경우, 부하 추정기 모듈(46)은 다음과 같이 설정할 수 있다.
Figure pct00045
일부 상황들에서, RLC 버퍼 내로의 패킷의 정확한 도달 시간은 쉽게 추정되지 못할 수 있다. 예컨대, 업링크의 경우, 이동 전화 RLC 버퍼에의 새로운 패킷의 도달시에, 기지국(5)이 패킷 도달 시간을 정확히 추정할 수 있게 하는 어떠한 정보도 이동 전화(3)로부터 시그널링되지 않는다. 그러나, 베어러의 평균 패킷 크기
Figure pct00046
및 패킷 도달 레이트 λ가 알려지는 경우, 부하 추정기 모듈(46)은 다음과 같이 필요한 비트 레이트(또는 등가 GBR)를 어림할 수 있다.
Figure pct00047
승인 제어
승인 제어(및 다른 기능들)를 위해, 셀의 전체 부하를 계산하는 것이 필요하다. 이것은 전술한 방법들 중 하나를 이용하여 각각의 베어러의 부하를 먼저 계산한 후에 모든 베어러들의 부하 기여들을 합산함으로써 수행될 수 있다.
베어러의 각각의 클래스(즉, 서비스의 타입)에 대한 부하 추정치를 제공하는 것도 필요할 수 있다. 이것은 주어진 베어러 클래스에 속하는 모든 베어러들의 부하 기여들을 합산함으로써 수행될 수 있다. 대안으로서, 위의 방법들은 개별 베어러들 대신에 베어러 클래스들에 적용될 수 있다. 예컨대, 방법 B의 경우, 양
Figure pct00048
및
Figure pct00049
는 클래스에 속하는 모든 베어러들에 대해 계산되고, 그 클래스에 대한 단일 부하 값을 계산하는 데 사용될 수 있다.
부하 증가 추정
앞의 섹션은 부하 추정기 모듈(46)이 기존 베어러들의 부하 기여를 어떻게 측정하는지를 설명하였다. 이 섹션은 부하 추정기 모듈(46)이 새로운 베어러들이 승인되기 전에 이들의 부하 기여를 어떻게 추정할 수 있는지를 설명한다. 이러한 추정은 승인 제어 모듈(47)에 의해 새로운 베어러가 승인되어야 하는지의 여부를 결정하는 데에 이용될 수 있다.
위의 방법 B의 공식에 이어서, 새로운 베어러를 추가함으로써 유발되는 부하 증가가 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure pct00050
여기서, Rreq는 새로운 베어러에 의해 요청되는 비트 레이트를 나타낸다.
Figure pct00051
를 계산하기 위해, 여러 옵션 및 시나리오가 고려된다.
ㆍ 새로운 베어러가 하나 이상의 활성 베어러를 이미 가진 이동 전화(3)에 속하는(또는 기존 베어러의 비트 레이트의 변경인) 경우,
Figure pct00052
의 측정치는 (위의 방법 B1-B3 중 어느 하나를 이용하여) 그 이동 전화(3)에 대해 이미 이용 가능할 수 있으며, 이 경우에 이 측정치는 직접 적용될 수 있다.
ㆍ 게다가, 위의 경우에,
Figure pct00053
에 대해 추정된 ω의 평균 값을 이용하는 대신에, 부하 추정기 모듈(46)은 그의 추정된 확률 분포 상의 임의의 포인트를 대신 이용할 수 있다. 예컨대, 평균 대신에 5 백분위수 포인트(즉, ω가 시간의 95% 동안 초과하는 값)를 이용함으로써, 더 높은 Δρ 값이 산출되어, 승인 제어 정책을 더 신중하게 할 것이다. 대안으로서, 일정한 백분위수 포인트를 사용하는 대신에, 추정된 평균 플러스 또는 마이너스 추정된 표준 편차의 소정 배수와 동일한 값이 사용될 수 있다.
ㆍ 부하 추정기 모듈(46)이 새로운 베어러를 요청하는 이동 전화(3)에 대해 이용 가능한
Figure pct00054
의 어떠한 측정치도 갖지 않는 경우, 부하 추정기 모듈(46)은 다음과 같을 수 있다.
ㆍ 셀 내의 모든 기존 이동 전화들(3)에 대해
Figure pct00055
의 평균값을 이용하거나,
ㆍ 운영자에 의해 구성되는 (아마도 서비스 타입 또는 QoS 클래스에 의존하는) 고정 값을 이용한다.
활동 팩터
Figure pct00056
는 베어러에 고유하며, 서비스의 타입에 의존할 가능성이 있다. 따라서, 요청 이동 전화(3)는 기존 베어러들을 갖는 경우에도, 승인 제어를 위해 그러한 베어러들의 활동 측정치들을 이용하기에 적합하지 않을 수 있는데, 이는 동일 이동 전화(3)에 속하는 상이한 베어러들이 상이한 서비스들과 관련될 가능성이 있기 때문이다. 대신에, 부하 추정기 모듈(46)은 다음과 같을 수 있다.
ㆍ 요청 베어러와 "유사한"(즉, 동일 서비스 타입 또는 QoS 클래스 등의) 셀 내의 모든 기존 베어러들에 대해
Figure pct00057
의 평균값을 사용하거나,
ㆍ 운영자에 의해 구성되는 (아마도 서비스 타입 또는 QoS 클래스에 의존하는) 고정 값을 이용한다.
대안으로서, 위의 방법 C의 공식에 이어서, 새로운 베어러를 추가함으로써 유발되는 부하 증가는 다음과 같이 추정될 수 있다.
Figure pct00058
항
Figure pct00059
은 위의 방법 B의 공식 내의
Figure pct00060
와 등가이며, 따라서 (베어러 타입에 고유한) 활동 및 평균 스펙트럼 효율(이동 전화에 고유한 ASE)을 모두 포함한다.
Figure pct00061
에 대한 값을 얻기 위해, 부하 추정기 모듈(46)은 다음과 같을 수 있다.
ㆍ 셀 내의 모든 기존 베어러들에 대해
Figure pct00062
의 평균값을 사용하거나,
ㆍ 요청 베어러와 "유사한" (즉, 동일 서비스 타입 또는 QoS 클래스 등의) 셀 내의 모든 기존 베어러들에 대해
Figure pct00063
의 평균값을 사용하거나,
ㆍ 운영자에 의해 구성되는 (아마도 서비스 타입 또는 QoS 클래스에 의존하는) 고정 값을 이용한다.
개량들 및 대안들
다수의 상세한 예시적인 실시예들이 위에서 설명되었다. 이 분야의 기술자들이 인식하듯이, 위의 예시적인 실시예들에서 구현되는 발명들로부터 여전히 이익을 얻으면서, 위의 예시적인 실시예들에 대한 다수의 개량 및 대안이 이루어질 수 있다. 단지 예로서, 이제 다수의 이러한 대안 및 개량이 설명된다.
위의 예시적인 실시예들에서는, 이동 전화 기반 통신 시스템이 설명되었다. 이 분야의 기술자들이 인식하듯이, 본 출원에서 설명되는 부하 추정 기술들은 임의의 OFDMA 통신 시스템에서 이용될 수 있다. 일반적인 경우에, 기지국들 및 이동 전화들은 서로 통신하는 통신 노드들 또는 디바이스들로서 간주될 수 있다. 다른 통신 노드들 또는 디바이스들은 예를 들어 개인용 휴대 단말기, 랩탑 컴퓨터, 웹 브라우저 등과 같은 액세스 포인트들 및 사용자 디바이스들을 포함할 수 있다.
위의 예시적인 실시예들에서는, 다수의 소프트웨어 모듈이 설명되었다. 기술자들이 인식하듯이, 소프트웨어 모듈들은 컴파일된 또는 컴파일되지 않은 형태로 제공될 수 있으며, 컴퓨터 네트워크를 통해 신호로서 또는 기록 매체 상에서 기지국에 제공될 수 있다. 게다가, 이러한 소프트웨어의 일부 또는 전부에 의해 수행되는 기능은 하나 이상의 전용 하드웨어 회로들을 이용하여 수행될 수도 있다. 그러나, 소프트웨어 모듈들의 사용이 바람직한데, 그 이유는 기지국(5)의 기능을 갱신하기 위한 그의 갱신을 용이하게 하기 때문이다. 유사하게, 위의 예시적인 실시예들은 송수신기 회로를 사용하였지만, 송수신기 회로의 기능의 적어도 일부는 소프트웨어에 의해 수행될 수 있다.
위의 예시적인 실시예들에서는, 부하 및 부하 증가 추정들을 계산하기 위한 다수의 상이한 기술이 설명되었다. 부하 추정기는 전술한 임의의 기술을 이용하도록 구성될 수 있으며, (판매자에 고유할 수 있는) 스케줄러에 의해 제공되는 정보/측정들에 따라 이용할 방법을 선택할 수 있다.
위의 예시적인 실시예들에서, 부하 추정기는 베어러들에 대해 추정된 부하들을 계산할 때 다수의 시간 평균을 이용하였다. 이 분야의 기술자들이 인식하듯이, 그러한 시간 평균값들을 이용하는 것은 필수적이 아니다. 다른 대표 값들이 이용될 수도 있다.
위의 예시적인 실시예들에서는, 기지국이 부하 추정을 수행하였다. 다른 예시적인 실시예들에서는, 다른 통신 노드들이 부하 추정 및 아마도 또한 승인 제어를 수행할 수 있다. 그러한 다른 통신 노드는 코어 네트워크의 일부를 형성할 수 있거나, 기지국과 코어 네트워크 사이의 게이트웨이 디바이스 내에 배치될 수 있다. 그러한 예시적인 실시예에서, 기지국 스케줄러는 필요한 측정치들을 부하 추정 디바이스에 제공하며, 따라서 부하 추정 디바이스는 부하 추정치들을 결정할 수 있다.
다양한 다른 개량들이 이 분야의 기술자들에게 명백할 것이며, 여기서는 더 상세히 설명되지 않는다.
본 출원은 2009년 5월 8일자로 출원된 영국 특허 출원 제0907923.7호에 기초하고, 그로부터 우선권의 이익을 주장하며, 그 명세서는 전체로서 본 명세서에 참고로 포함된다.

Claims (23)

  1. 통신 장치로서,
    복수의 시간 및 주파수 자원 블록을 이용하여 무선 통신 링크를 통해 복수의 통신 디바이스와 통신하도록 동작 가능한 송수신기 회로;
    각자가 통신 디바이스와 관련된 무선 베어러들에, 상기 송수신기 회로와 그 관련된 통신 디바이스 사이의 데이터 통신을 위해, 자원 블록들을 할당하도록 동작 가능한 스케줄러; 및
    적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 베어러와 관련하여 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하도록 동작 가능한 부하 추정기
    를 포함하고,
    상기 스케줄러는 상기 송수신기 회로와 그 관련된 통신 디바이스 사이의 무선 조건들에 따라 변하는 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 측정 데이터를 상기 부하 추정기에 제공하도록 동작 가능하고, 상기 부하 추정기는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 스케줄러로부터 수신된 상기 측정 데이터에 의존하여, 상기 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 부하 추정기는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 스케줄러로부터 수신된 상기 측정 데이터 및 상기 베어러에 대해 필요한 데이터 레이트에 의존하여, 상기 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 상기 측정 데이터는 상기 베어러가 상기 스케줄링된 자원 블록들 각각에서 달성할 수 있는 비트 레이트의 측정치를 포함하는 통신 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하 추정기는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율에 의존하여, 상기 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 부하(ρ)를 추정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00064

    여기서,
    Figure pct00065
    는 상기 베어러의 활동 팩터를 나타내고,
    K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
    Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
    Figure pct00066
    는 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율인 통신 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 항을 이용하여 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율을 결정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00067

    여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트인 통신 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 항을 이용하여 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율을 결정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00068

    여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이고, S는 상기 순간 비트 레이트 요건을 충족시키는 데 충분한 자원 블록들의 최소 세트인 통신 장치.
  8. 제5항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 항을 이용하여 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율을 결정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00069

    여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이고, A는 상기 스케줄러에 의해 상기 베어러에 할당된 자원 블록들의 세트이고, N은 세트 A 내의 자원 블록들의 수인 통신 장치.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 부하(ρ)를 추정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00070

    여기서,
    Figure pct00071
    는 활동의 기간들 동안 상기 베어러에 제공된 처리량을 나타내고,
    K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
    Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
    Figure pct00072
    은 상기 스케줄러가 상기 베어러에 할당하는 자원 블록들의 대표적인 수인 통신 장치.
  10. 제9항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 항을 이용하여 상기 베어러에 제공된 상기 처리량을 결정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00073

    여기서, rk는 상기 베어러가 자원 블록 번호 k에서 달성할 수 있는 순간 비트 레이트이고, A는 상기 스케줄러에 의해 상기 베어러에 할당된 자원 블록들의 세트인 통신 장치.
  11. 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하 추정기는 상기 베어러에 대해 정의된 지연 제한에 의존하여 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트를 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여, 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트를 추정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00074

    여기서,
    S(t)는 시각 t에서 상기 베어러의 버퍼 내의 가장 오래된 패킷의 (비트 단위의) 크기이고,
    t( arr )는 상기 가장 오래된 패킷이 상기 버퍼 내에 도달한 시각이고,
    tm ( DB )는 상기 베어러에 대해 정의된 지연 제약인 통신 장치.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 새로운 베어러를 설정하기 위한 요청을 수신하도록 동작 가능하고, 상기 부하 추정기는 상기 새로운 베어러에 대한 부하를 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 새로운 베어러에 대한 상기 추정된 부하 및 기존 베어러들에 대한 상기 추정된 부하에 의존하여 상기 새로운 베어러를 승인할지의 여부를 결정하도록 동작 가능한 승인 제어기를 더 포함하는 통신 장치.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서, 상기 새로운 베어러가 베어러가 이미 존재하는 통신 디바이스와 관련된 경우, 상기 부하 추정기는 동일 통신 디바이스와 관련된 기존 베어러에 대해 상기 스케줄러에 의해 제공된 측정치들에 의존하여 상기 새로운 베어러에 대한 상기 부하를 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 부하 추정기는 상기 통신 장치와 그 관련된 통신 디바이스 사이의 채널 조건들에 의존하여 상기 새로운 베어러에 대한 상기 부하를 추정하도록 동작 가능한 통신 장치.
  17. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 새로운 베어러에 대한 부하(Δρ)를 추정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00075

    여기서,
    Figure pct00076
    는 상기 베어러의 활동 팩터이고,
    K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
    Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
    Figure pct00077
    는 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율인 통신 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 관련된 통신 디바이스에 대한 스펙트럼 효율은 동일 통신 디바이스와 관련된 하나 이상의 다른 베어러들로부터 결정되는 통신 장치.
  19. 제13항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 부하 추정기는 아래의 식을 이용하여 상기 새로운 베어러에 대한 부하(Δρ)를 추정하도록 동작 가능하고,
    Figure pct00078

    여기서,
    Figure pct00079
    는 처리량을 나타내고,
    K는 이용 가능한 자원 블록들의 총 수이고,
    Rreq는 상기 베어러에 대해 필요한 비트 레이트이고,
    Figure pct00080
    은 상기 스케줄러가 유사한 베어러들에 할당하는 자원 블록들의 대표적인 수인 통신 장치.
  20. 제1항에 있어서, 상기 스케줄러는 각각의 시점에서 상기 적어도 하나의 베어러에 할당된 자원 블록들의 수를 식별하는 측정 데이터를 제공하도록 동작 가능하고, 상기 부하 추정기는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 각각의 베어러들에 할당된 자원 블록들의 수의 현행 평균을 유지하고, 상기 베어러에 대한 상기 부하를 추정할 때 상기 베어러에 대한 상기 현행 평균을 이용하도록 동작 가능한 통신 장치.
  21. 통신 시스템으로서,
    제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 통신 장치; 및
    하나 이상의 통신 디바이스들
    을 포함하며,
    상기 하나 이상의 통신 디바이스들은 상기 통신 디바이스와 상기 통신 장치 사이의 데이터 통신을 위해 상기 통신 장치와의 베어러들을 설정하도록 동작 가능한 통신 시스템.
  22. 통신 방법으로서,
    송수신기 회로를 이용하여, 복수의 시간 및 주파수 자원 블록을 이용하여 무선 통신 링크를 통해 복수의 통신 디바이스와 통신하는 단계;
    각자가 통신 디바이스와 관련된 무선 베어러들에, 상기 송수신기 회로와 그 관련된 통신 디바이스 사이의 데이터 통신을 위해, 자원 블록들을 할당하는 단계;
    적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 베어러와 관련하여 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하는 단계; 및
    상기 송수신기 회로와 그 관련된 통신 디바이스 사이의 무선 조건들에 따라 변하는 상기 적어도 하나의 베어러에 대한 측정 데이터를 제공하는 단계
    를 포함하고,
    상기 추정하는 단계는 상기 적어도 하나의 베어러에 대해, 상기 제공된 측정 데이터에 의존하여 상기 정의된 서비스 품질을 충족시키는 데 필요한 상기 자원 블록들을 추정하는 통신 방법.
  23. 하나 이상의 프로그래밍 가능한 컴퓨터 디바이스들이 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항의 통신 장치로서 구성되게 하기 위한 컴퓨터 구현 가능 명령어들을 포함하는 컴퓨터 구현 가능 제품.
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